2 伺服系统仿真结果及其分析
　　2.1 电流环的仿真与分析
　　本系统实现转子磁场定向矢量控制，速度环输出就是转矩电流，表示系统特定负载
时对转矩电流的要求。转矩电流经过 2/3 变换后给出电机三相电流，由电流调节器完成各
相电流的无差调节。那么，电流调节器参数对电流动态响应具有决定性的影响。
　　按照伺服系统的实际连接构成电流环动态仿真拓扑，并对系统运行的各种工况进行
仿真。仿真结果表明，电流调节器放大系数越大，电流响应越快，动态过程中电流跟踪的
误差越小，但超调越严重;电流调节器零点越大，电流响应越快，但电流响应的振荡次数
增多，超调增加。对本系统而言，调节器比例系数在 20～30，零点在 500～2500 时，电流
环可满足阶跃跟踪响应要求，调节器参数可在此范围取值。一般来说，电流环按照调节器
工程设计方法设计的参数偏于保守。而且，为简便，设计时忽略反电势对电流环的影响，
其结果是电流跟踪动态响应因反电势的影响而缓慢，偏差较大。若在动态过程中，电机电
流不能快速准确跟踪给定，系统便不能得到 id=0 的解耦控制，因此，需要根据仿真结果
对电流调节器参数做适当调整。
　　然而，电流调节器参数在该范围取值时，响应会出现振荡与超调，调节器零点越大
超调越严重，这是使用 PI 调节器并保证电流有较快响应时所出现的必然现象。为抑制响
应超调，在电流反馈环中加入微分负反馈。对本系统，当微分反馈控制增益在 0.0006～
0.001 时，电流阶跃响应较好，电流响应速度既快，又无振荡超调，可在实际系统中加以
引用。电流环仿真结果参数见表 1 所示[2]。
　　表 1 仿真所得电流调节器参数范围

　　2.2 速度环的仿真与分析
　　为研究速度调节器参数设置，按图 1 对速度环进行仿真。系统空载时，调整速度调节
器放大系数、积分系数，并对每种情况分别进行仿真。为节省篇幅，图 3 只给出比例放大
系数为 0.1（图 a）、0.5（图 b），积分系数从左到右分别为 0.01、0.05、0.1、0.5 几种情况下
速度阶跃响应。仿真结果表明，空载时，速度调节器比例系数为 0.1～1，积分系数在 0.01
～0.1 时系统具有比较好的速度阶跃响应，当比例系数接近 1 时，速度阶跃响应会出现振
荡和超调。仿真还发现，空载时，速度调节器积分系数还可以减小，也可以满足空载情况
下速度阶跃响应要求，但积分系数太小，积分将不起作用，调节器便成为单比例调节。

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